Reconnaître les goulots d'étranglement cachés dans la chaîne de production de briques réfractaires
Pour la fabrication de briques cuites, l’ensemble de la production est un projet systématique composé de sections de processus connectées. Chaque maillon de production interagit étroitement, à l’image des planches de bois formant un seau d’eau. Le volume d’eau maximum que le seau peut contenir dépend de la planche la plus courte plutôt que de la plus longue. Il s’agit du principe des planches courtes à godets, qui s’applique également pleinement au fonctionnement des briqueteries modernes. Le niveau de profit de votre usine de briques est déterminé par son maillon de processus le plus faible. De nombreux investisseurs en briques se concentrent uniquement sur la production nominale au début de la planification, comme une capacité quotidienne de 500 000 ou 800 000 pièces de briques, une production annuelle de 150 millions ou 200 millions de pièces. Cependant, la plupart d’entre eux ignorent le chiffre d’affaires total réel de l’ensemble de l’usine. Le chiffre d'affaires quotidien réel peut atteindre 5 à 8 millions de pièces, bien supérieur à la production quotidienne nominale.
1. Stockage de matières premières
Certaines briqueteries peuvent extraire directement du schiste ou de la gangue sur place sans disposer d’un grand parc de stockage de matières premières. Si des matières premières doivent être transportées de l’extérieur, vous avez besoin de plusieurs parcs de stockage pour contenir des matières premières équivalentes à 500 000 briques, et non un seul.
2. Traitement des matières premières
La capacité de manutention quotidienne de votre atelier de matières premières doit dépasser la production quotidienne cible de briques. Les équipements de concassage de matières premières ne fonctionnent que 8 à 10 heures par jour. Vous devez sélectionner les unités de machine de fabrication de briques appropriées : concassage primaire ou concassage secondaire, mélangeur à arbre unique ou double, taille du tamis, largeur et vitesse de la bande transporteuse, disposition du séparateur magnétique et conception d'entretien facile. Même si vous installez de gros concasseurs et des moteurs lourds, le remplacement des têtes de marteau peut prendre une demi-journée ou une journée complète sans outils de levage appropriés. De nombreuses petites usines de briques utilisent uniquement des chargeurs et des travaux manuels pour déplacer de lourdes plaques de criblage, sans ponts roulants ni palans électriques. Les mécaniciens quittent fréquemment leur emploi en raison d'un travail manuel pénible. Il s’agit d’un goulot d’étranglement typique de la production.
3. Chambre de vieillissement et bac de stockage des matériaux fins
La chambre de vieillissement joue un rôle essentiel dans la stabilisation des performances des matières premières. Nous recommandons une capacité de stockage prenant en charge 72 heures de production, soit 3 fois votre production quotidienne de briques. Même lorsque les machines de concassage s'arrêtent pendant 2 jours de maintenance, une quantité suffisante de matières premières vieillies peut encore soutenir la production de 500 000 briques. Pour les matières premières dures et sableuses, la conception anti-infiltration empêche une humidité inégale (dessus sec et fond humide). L'installation de broyeurs de terre après vieillissement et mélange améliorera considérablement l'uniformité des matières premières.
4. Extrusion et formage
L'alimentation des matériaux, le mélange, l'agitation intensive, l'extrusion, la découpe et la prise des briques sont des maillons bien connus dans la production de pâtes vertes en brique. Mais les variations des matières premières et les spécifications des produits nécessitent des paramètres d’équipement personnalisés. Un ensemble de machines à fabriquer des briques qui fonctionne bien dans une région peut échouer dans une autre. Par exemple, plusieurs usines de briques construites à Lanzhou ont copié l’expérience de production du centre et de l’est de la Chine. Bien qu’ils produisaient de belles briques vertes, ils étaient confrontés à un séchage lent, à une cuisson lente, à un taux de rejet élevé et à de fortes fissures. Leur production réelle était bien inférieure aux attentes, ce qui est devenu un sérieux goulot d'étranglement.
5. Chambre de séchage
Plusieurs configurations de four tunnel sont disponibles : séchage direct et cuisson directe, un séchage + une cuisson, un séchage + deux cuissons, un séchage + trois cuissons, deux séchages + une cuisson. La sélection optimale dépend de la propriété des matières premières et du climat local. Pour la gangue de schiste et de charbon avec une bonne plasticité utilisée pour les briques pleines, le four tunnel à séchage direct et à cuisson directe pour la cuisson des briques fonctionne bien. Un four de 3,6 m × 110 m ou 120 m peut produire près de 200 000 briques par jour. N’adoptez jamais de fours à séchage direct et à cuisson directe pour les matières premières sensibles au retrait au séchage ; cela créera un goulot d’étranglement presque irréparable. À Kuitun, dans le Xinjiang, l'air ambiant extrêmement sec a provoqué des fissures dans les corps verts immédiatement après la découpe. La solution consistait à abaisser la hauteur du hangar de stockage des corps verts, à l'entourer de rideaux pour augmenter l'humidité locale, en adoptant un schéma de pose de briques 1,5x. Le nombre de chenilles et de wagons de four a été augmenté jusqu'à 1,5 fois la quantité initiale. Les sources de chaleur de séchage comprennent le séchage des gaz de combustion, le séchage de la chaleur résiduelle, le séchage combiné des gaz de combustion et de la chaleur résiduelle. Chaque solution présente des avantages et des inconvénients. Si les matières premières contiennent une teneur élevée en soufre, le séchage des gaz de combustion contaminera les briques et augmentera le coût environnemental. Les gaz de combustion à faible teneur en soufre combinés à la chaleur perdue offrent un meilleur effet de séchage, une consommation d'énergie et de carburant réduite. Les modes d'évacuation de l'humidité comprennent l'évacuation centralisée, l'évacuation décentralisée, l'évacuation centralisée segmentée, l'évacuation à pression négative et l'évacuation à pression positive. L’évacuation purement centralisée de l’humidité est inefficace : consommation d’énergie élevée, excès d’oxygène. La meilleure solution combine un échappement décentralisé et centralisé, une pression positive comme principale et une pression négative comme auxiliaire. Il évite l’effondrement du corps vert, maintient une basse température et réduit les coûts d’énergie. De nombreux fours tunnel rotatifs ont des sections de séchage mal conçues ; Certains ventilateurs d'extraction consomment 3 à 4 fois la puissance du four principal, ce qui constitue un goulot d'étranglement coûteux.
6. Processus de cuisson dans un four tunnel
Les performances du four, la qualité des briques, la production et la consommation de charbon sont principalement décidées lors de la conception et de la construction du four. Il existe de nombreux types de fours : four tunnel en maçonnerie, four tunnel combiné, four tunnel à conduit supérieur, four tunnel à conduit inférieur, four tunnel à conduit interne, four tunnel à conduit externe et four tunnel rotatif. Si nous empruntons les avantages du four tunnel rotatif et résolvons les problèmes de différence de température de section transversale et de combustion des wagons de four des fours tunnel conventionnels, les fours tunnel deviendront la meilleure option. Le four rotatif peut contenir environ 300 briques par mètre cube, tandis que le four tunnel peut contenir 400 à 500 briques par mètre cube, offrant une plus grande capacité, un rendement plus élevé et une consommation d'énergie inférieure. Cependant, les fours tunnel traditionnels sont limités par le goulot d'étranglement structurel : les briques bougent tandis que le corps du four reste statique. Briser cette limitation existante de longue date nécessite une innovation technologique.
7. Capacité du technicien de tir
De nombreux opérateurs de fours anciens considèrent le travail au four uniquement comme une observation de la couleur de la flamme, ce qui est faux. Un technicien de cuisson qualifié est un régulateur de four. Il doit maîtriser la structure du four, le cheminement de l'air, la conception des conduits de fumée, le système de chaleur résiduelle, le volume d'air du ventilateur, la surveillance de la température, la valeur calorifique, le plan de pose des briques, le fonctionnement de la porte et du chariot du four, la logique de la chambre de séchage. Il doit ajuster l'ensemble du système lorsque les paramètres tournent mal. Une mauvaise compétence de tir constitue un goulot d’étranglement réparable via la formation ou le remplacement du personnel. Il existe une règle commune dans la production de briques : 70 % des performances proviennent de la prise des briques, 30 % proviennent de la cuisson ; 70% du travail se fait sous le four, seulement 30% sur le four. D'excellents opérateurs de four analysent les plans de pose des briques, les rapports d'essais des matières premières et la distribution de la chaleur. Avec le même four, le réglage de la brique et la valeur calorifique du mélange déterminent la qualité finale de la brique. Il est interdit aux opérateurs d'introduire du charbon au niveau des joints entre les wagons de four et ne doivent pas ouvrir d'orifices de feu aux joints des wagons de four à haute température. Cela endommagerait gravement les wagons du four. Les fabricants de fours devraient supprimer les judas dans les zones de joints à haute température. La combustion des wagons de four est également liée à l'isolation des wagons de four et à l'équilibre de l'air des tranchées, qui restent un problème majeur pour de nombreuses briqueteries.
8. Piste de déchargement des wagons de four
Nous avons visité une briqueterie dotée d'un four de 3,7 m de large conçu pour quatre séchages + trois cuissons. Il ne disposait que d'une seule voie de déchargement et d'une machine d'emballage de briques semi-automatique, sans espace supplémentaire pour ajouter de nouvelles voies. Après 5 à 6 ans de fonctionnement, il n'a jamais pu fonctionner en mode complet quatre séchages trois cuissons ; le fonctionnement stable maximum était de deux sections de tir. Le goulot d'étranglement provenait de l'insuffisance des voies de déchargement. Quelle que soit la puissance de votre four, vous ne pouvez pas expédier des briques finies. Le nombre de positions de déchargement, de conditionnement, d'arrêt et de stationnement des pinces doit être calculé dès la phase de conception. Ce défaut de planification est difficile à corriger par la suite.
9. Cour de stockage en briques finie
Le manque de terrains finis constitue un goulot d’étranglement largement répandu. De nombreuses briqueteries ont une superficie limitée alors que la capacité des fours est grande. Ils doivent réduire la charge du four pendant la saison des pluies ou hors-saison. Les briques creuses nécessitent plus d'espace de stockage, car les projets de construction nécessitent souvent des briques creuses une fois la charpente terminée. Sans suffisamment de terrain, la production de briques creuses ne peut pas se dérouler sans problème. Ce goulot d’étranglement est difficile à résoudre une fois l’usine terminée.
10. Test des matières premières et conformité environnementale
De nombreux investisseurs ignorent les tests en laboratoire des matières premières avant la construction. Si la matière première contient 4 à 5 % de soufre sans matériaux alternatifs, cela deviendra un goulot d'étranglement environnemental insurmontable. Les nouvelles usines de briques doivent procéder à des analyses répétées des matières premières. Une teneur élevée en calcium provoque la déliquescence des briques ; une teneur élevée en oxyde de potassium et en oxyde de magnésium entraîne une floraison de sel blanc sur la surface des briques. La mauvaise qualité des matières premières affaiblit directement votre compétitivité sur le marché.
11. Tour de désulfuration
De nombreuses briqueteries ont reconstruit leurs tours de désulfuration à deux reprises. La plupart des fournisseurs d’équipements de désulfuration manquent de connaissances sur la structure des fours et la mécanique des fluides. Après l'installation de la tour, les usines doivent moderniser les moteurs de ventilateur ou souffrir d'une mauvaise évacuation de l'humidité et d'une production réduite, créant de nouveaux goulots d'étranglement. La désulfuration et le dépoussiérage combinés horizontaux et verticaux obtiennent un meilleur effet que le type vertical unique. L'entrée d'air de la tour de désulfuration située légèrement au-dessus de la surface du four permet d'économiser plus d'énergie et correspond mieux à la mécanique des fluides que l'entrée d'air descendante.
12. Amélioration du four pour la combustion du gaz naturel
La combustion au gaz naturel offre les meilleures performances environnementales avec de faibles émissions de soufre, d'oxyde d'azote et de poussière. Les propriétaires de briqueteries doivent évaluer si les fours existants peuvent être modifiés pour la combustion du gaz naturel, ou si les nouveaux fours doivent réserver un espace pour la combustion du gaz lors de la conception.
Conclusion
La formule de calcul de la capacité pour un four tunnel entièrement fonctionnel pour la cuisson des briques :
① Stock de matières premières pour plusieurs jours de production ;
② Capacité de traitement des matières premières ≥1,5 × production quotidienne ;
③ Capacité de la chambre de vieillissement pour 2 à 3 fois la production quotidienne ;
④ Atelier d'extrusion pour terminer 1 × production quotidienne dans un délai de 8 à 12 heures ;
⑤ Capacité de stockage des corps verts pour 1,5 à 2 fois la production quotidienne ;
⑥ Réserve de wagon de four vide ≥0,5 × production quotidienne ;
⑦ Capacité de la chambre de séchage pour 1 × production quotidienne ;
⑧ Capacité de la section de tir pour 1 × production quotidienne ;
⑨ Voie de transport de briques finies ≥0,75 × production quotidienne ;
⑩ Station de déchargement ≥0,3 × production quotidienne ;
⑪ Parc de produits finis pour plusieurs jours de production.
Pour une usine visant 500 000 briques par jour, le volume total de matériaux à l'intérieur de la ligne entière peut atteindre 5 millions de pièces. La production de briques cuites est un système complet couvrant la préparation des matières premières, le traitement, l'extrusion et la prise, le séchage de la pâte crue, la cuisson et la manipulation des briques finies. Le profit des usines est toujours limité par le maillon le plus faible.
